JP2003191236A - 長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料用ガラス繊維および該ガラス繊維を用いた長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＦＲＴＰ成形材料を製造する際に生じてい
た毛羽の発生や、ガラス繊維束の破断、さらに熱可塑性
樹脂の含浸性が充分に向上しないという問題や繊維の分
散不良という問題を解決したＬＦＲＴＰ成形材料用ガラ
ス繊維、その製造方法および該ガラスを用いたＬＦＲＴ
Ｐ成形材料を提供すること。 【解決手段】 ポリプロピレン樹脂からなるマトリック
ス樹脂中に、ガラス単繊維が実質的に同一長さでかつ同
一方向に並列して配置された長繊維強化熱可塑性樹脂
（ＬＦＲＴＰ）成形材料用のガラス繊維であって、前記
ガラス繊維に酸変性オレフィン樹脂とポリエチレンイミ
ンとを含有する集束剤が付与されていることを特徴とす
るＬＦＲＴＰ成形材料用ガラス繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長繊維強化熱可塑
性樹脂（以下単に「ＬＦＲＴＰ」という）成形材料用ガ
ラス繊維および該ガラス繊維を用いたＬＦＲＴＰ成形材
料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ガラス繊維で強化された熱可
塑性樹脂成形品の機械的物性、特に耐衝撃性や耐熱性を
向上させることを目的として、ＬＦＲＴＰ成形材料が提
案されている。この材料については、ガラス繊維束に対
する熱可塑性樹脂の含浸性を向上させ、ガラス単繊維間
に空隙を生じさせないことを主目的として、例えば、Ｕ
ＳＰ４，４３９，３８７号明細書、特開昭６３−２６４
３２６号公報、特開平６−２５４８５６号公報などに
は、含浸ダイに導入されたガラス繊維束を、含浸ダイ内
部に設けた突起やローラなどに接触させて、張力をかけ
ることによりガラス繊維束を開繊して、ガラス繊維束に
対する熱可塑性樹脂の含浸性を向上させるようにしたＬ
ＦＲＴＰ成形材料の製造方法が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｕ
ＳＰ４，４３９，３８７号明細書、特開昭６３−２６４
３２６号公報、特開平６−２５４８５６号公報などに開
示された方法は、ガラス繊維束を突起やローラなどに接
触させて張力をかけてガラス繊維束を開繊するので、摩
擦によってガラス繊維束を構成する単繊維の一部が切れ
て毛羽となり、この毛羽が含浸ダイのノズルなどに詰ま
り、ひいてはノズルなどを塞いでしまい、ガラス繊維束
の引張抵抗が増大して、ガラス繊維束が破断し、生産が
停止してしまうという問題があった。また、突起やロー
ラなどに接触させた際の張力が弱い場合には、ガラス繊
維束が充分には開繊せず、従って、熱可塑性樹脂のガラ
ス繊維束に対する含浸性が充分に向上しないという問題
があった。なお、ガラス繊維としてガラス長繊維を用い
たＬＦＲＴＰ成形材料のガラス繊維含有率は、一般的に
は２０〜８０重量％であるが、上記のような製造時、移
送時および成形時の毛羽の発生による問題は、特にガラ
ス繊維を５０重量％以上の高い割合で含有する場合に起
こりやすい。

【０００４】さらに、ＬＦＲＴＰ成形材料を、上記のよ
うな製造方法ではない方法、例えば、ガラス繊維束を所
定長さに切断してチョップドストランドとした後、この
チョップドストランドにポリプロピレン樹脂のエマルジ
ョンまたは懸濁液をスプレーなどの手段によって塗布す
る方法によって得る場合においても、ポリプロピレン樹
脂の塗布が不均一になりやすく、上記のような毛羽の発
生や繊維の分散不良という問題が発生する場合があっ
た。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、ＬＦＲＴＰ成形材料を製造する際に
生じていた毛羽の発生や、ガラス繊維束の破断、さらに
ポリプロピレン樹脂の含浸性が充分に向上しないという
問題や繊維の分散不良という問題を解決したＬＦＲＴＰ
成形材料用ガラス繊維および該ガラス繊維を用いたＬＦ
ＲＴＰ成形材料を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。すなわち、本発明は、ポリプロピ
レン樹脂からなるマトリックス樹脂中に、ガラス単繊維
が実質的に同一長さでかつ同一方向に並列して配置され
た長繊維強化熱可塑性樹脂（ＬＦＲＴＰ）成形材料用の
ガラス繊維であって、前記ガラス繊維に酸変性オレフィ
ン樹脂とポリエチレンイミンとを含有する集束剤が付与
されていることを特徴とするＬＦＲＴＰ成形材料用ガラ
ス繊維を提供する。

【０００７】また、本発明は、前記集束剤が、さらにウ
レタン樹脂を含有している前記のＬＦＲＴＰ成形材料用
ガラス繊維；前記集束剤の全量に対して、ポリエチレン
イミンが１．０〜１０．０質量％含有されている前記の
ＬＦＲＴＰ成形材料用ガラス繊維；前記集束剤が、ガラ
ス繊維の全量に対し、固形分として０．１〜１．０質量
％付与されている前記のＬＦＲＴＰ成形材料用ガラス繊
維、および上記いずれかのガラス繊維を連続して引き揃
えて、該引き揃えたガラス繊維に溶融したポリプロピレ
ン樹脂を含浸させることを特徴とするＬＦＲＴＰ成形材
料の製造方法を提供する。

【０００８】また、本発明は、前記いずれかのガラス繊
維を含有したＬＦＲＴＰ成形材料であって、該ＬＦＲＴ
Ｐ成形材料における強化繊維含有量が２５〜７０容積％
であることを特徴とするＬＦＲＴＰ成形材料、および平
均径が０．３〜３．０ｍｍである上記のＬＦＲＴＰ成形
材料を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的態様につい
てさらに詳細に説明する。本発明において、強化繊維と
してガラス繊維を用いる。これらのガラス繊維を集束し
た前記ガラス繊維束は、所定の形状、例えば、太鼓状や
円筒状に巻き取った回巻体から引き出されたものが好ま
しく用いられる。

【００１０】また、ガラス繊維束を構成するガラス単繊
維は、単繊維径が４〜３０μｍのものが好ましく用いら
れ、その集束本数は、１００〜２０，０００本程度であ
ることが、ポリプロピレン樹脂を繊維束に塗布または含
浸させ易いので好ましい。なお、比較的集束本数の少な
いガラス繊維束を、複数本引き揃えて使用してもよい。

【００１１】本発明では、ガラス繊維には、使用時の毛
羽や静電気の発生を抑えてハンドリング性を改善するた
めや、マトリックス樹脂であるポリプロピレン樹脂に対
するガラス繊維の接着性を改善するために後述の特定の
集束剤を付与する。該集束剤の付与量は、ガラス繊維に
対して０．１〜１．０質量％が好ましく、付与量が０．
１質量％より少ないと前記のハンドリング性および接着
性を十分に改善することが難しく、１．０質量％より多
いと、集束したガラスの単繊維の間にポリプロピレン樹
脂が含浸するのを妨げることになる。

【００１２】本発明では、ガラス繊維の集束剤として、
酸変性オレフィン樹脂およびポリエチレンイミンを用い
ることを必須とする。本発明の集束剤に使用する酸変性
オレフィン樹脂としては、オレフィン樹脂をクロルスル
ホン化した後にスルホン基に変換させるか、直接スルホ
ン化するか、さらにはオレフィン樹脂の製造時に、オレ
フィンに重合性不飽和カルボン酸化合物またはその誘導
体を共重合させるか、さらにはオレフィン樹脂に、付加
重合性不飽和カルボン酸化合物またはその誘導体をグラ
フト重合させるなどの方法で酸変性オレフィン樹脂とす
ることができる。

【００１３】上記の如く酸変性されるオレフィン樹脂と
しては、オレフィンの単独重合体および２種以上のオレ
フィンの共重合体から選ばれたものがいずれも使用可能
であり、その具体例としては、例えば、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、エチレン−プロ
ピレンランダム共重合体、エチレン−プロピレンブロッ
ク共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、プロ
ピレン−α−オレフィン共重合体などが挙げられる。

【００１４】スルホン化されたオレフィン樹脂として
は、上記の如きオレフィン樹脂に塩素と二酸化イオウ、
またはクロルスルホン酸を反応させてクロルスルホン化
し、これをスルホン基に変化させたもの、および直接ス
ルホン化したオレフィン樹脂が挙げられる。好ましいの
はスルホン化ポリエチレンおよびスルホン化ポリプロピ
レンである。

【００１５】不飽和カルボン酸化合物またはその誘導体
で変性された酸変性オレフィン樹脂としては、オレフィ
ンの単独重合体または２種以上のオレフィンの共重合
体、例えば、オレフィン樹脂として上記で例示した樹脂
などに不飽和カルボン酸化合物またはその誘導体をグラ
フト重合したもの、オレフィンから選ばれた１種または
２種以上の単量体と不飽和カルボン酸化合物またはその
誘導体から選ばれた１種または２種以上をランダムまた
はブロック共重合したもの、およびこれにさらに不飽和
カルボン酸またはその誘導体をグラフト重合したものが
挙げられる。

【００１６】ここで、カルボン酸変性のために使用され
る不飽和カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フ
マル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸などが
挙げられる。また、不飽和カルボン酸の誘導体としては
これらの酸無水物、エステル、アミド、イミド、金属塩
などがあり、その具体例としては、無水マレイン酸、無
水イタコン酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
アクリル酸ブチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸グリシジ
ル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸ジエチ
ルエステル、フマル酸モノメチルエステル、フマル酸ジ
メチルエステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、
マレイン酸モノアミド、マレイン酸ジアミド、フマル酸
モノアミド、マレイミド、Ｎ−ブチルマレイミド、メタ
クリル酸ナトリウムなどを挙げることができる。これら
の化合物のうちでフリーのカルボン酸基を有さないもの
は、重合後に加水分解などによりカルボン酸基を生成さ
せる。

【００１７】上記の不飽和カルボン酸化合物およびその
誘導体のうち、好ましいのはアクリル酸およびメタクリ
ル酸のグリシジルエステルおよび無水マレイン酸であ
り、これらにより変性された好ましい酸変性オレフィン
樹脂としては、エチレンおよび／またはプロピレンを主
たる樹脂構成単位とするオレフィン樹脂に無水マレイン
酸をグラフト重合することにより酸変性したもの、エチ
レンおよび／またはプロピレンを主体とするオレフィン
と（メタ）アクリル酸グリシジルエステルまたは無水マ
レイン酸とを共重合することにより酸変性したものが挙
げられる。

【００１８】かかる酸変性オレフィン樹脂は、樹脂構成
単位の０．１〜４０質量％が、上記の如き不飽和カルボ
ン酸化合物またはその誘導体からなるものが好ましく、
特にこれらの成分がランダム共重合あるいはブロック共
重合により樹脂の主鎖中に導入される場合には３〜４０
質量％、グラフト重合による場合には０．１〜１０質量
％が好ましい。また、かかる酸変性オレフィン樹脂は、
その数平均分子量が５，０００以上が好ましく、より好
ましい数平均分子量は１０，０００以上であり、数平均
分子量が１５，０００〜３０，０００のマレイン酸変性
ポリプロピレン樹脂が適度な集束性および得られた成形
品の機械的強度が向上する点で最も好ましい。数平均分
子量が５，０００未満ではガラスの集束性が低下するた
め不十分である。前記酸変性オレフィン樹脂は、マトリ
ックス樹脂であるポリプロピレン樹脂との相溶性がよい
ために好ましく、これらの酸変性オレフィン樹脂は水系
のエマルジョン状態または水分散状態で用いることが好
ましい。

【００１９】本発明において使用するポリエチレンイミ
ンは、ガラス繊維の集束性を向上させるものであり、ガ
ラス繊維を一方向に引き揃えてマトリックス樹脂を含浸
させる際のガラス繊維の毛羽立ちを抑えるなどのガラス
繊維を扱う際の作業性を良好にする。これは、ポリエチ
レンイミンが水溶性であり、ガラス繊維表面に均一に付
着し、また、ポリエチレンイミンが、酸変性オレフィン
樹脂中の酸の基や酸無水物の基と相互作用することによ
り、集束剤の被膜強度が強くなるためであると考えられ
る。

【００２０】また、ポリエチレンイミンを集束剤の１成
分として用いることにより、本発明のＬＦＲＴＰ成形材
料を成形して得られる成形品の強度を向上させることが
できる。これは、ポリエチレンイミンがマトリックス樹
脂であるポリプロピレン樹脂に対して親和性があり、ポ
リエチレンイミンを集束剤の１成分として用いることに
より、ガラス繊維とマトリックス樹脂であるポリプロピ
レン樹脂との接着性が向上するものと考えられる。前記
ポリエチレンイミンは特に限定はなく、例えば、アクリ
ル変性などにより変性されたものも好適に採用すること
ができる。更にポリエチレンイミンは集束剤の全量に対
し１〜１０質量％含有されていることが好ましい。１質
量％未満であるとガラス繊維の集束性を改善できるまで
の効果が得られず、１０質量％を越えるとガラス繊維の
集束力が強すぎて、ガラス繊維束に対するマトリックス
樹脂の溶融含浸性が劣り好ましくない。

【００２１】また、本発明では、前記集束剤の構成成分
として、前記酸変性オレフィン樹脂およびポリエチレン
イミンに加えて、ウレタン樹脂を含有させることが好ま
しい。本発明において集束剤の皮膜強度が強くなりすぎ
ると、マトリックス樹脂であるポリプロピレン樹脂を含
浸させる際に、ガラス繊維束の開繊が不充分となり、マ
トリックス樹脂の含浸性不良が生じる場合がある。そこ
で、本発明において、ウレタン樹脂を集束剤のさらなる
１成分として用いることにより、集束剤からなる皮膜強
度を調整することで、ガラス繊維束に対するマトリック
ス樹脂の溶融含浸性が良好となり、結果としてガラス繊
維を扱う際の集束性と、前記含浸性との両立が容易とな
る。これは、ウレタン樹脂の造膜性や皮膜弾性が作用す
るものと考えられる。

【００２２】上記ポリウレタン樹脂は、高分子ポリオー
ル、有機ジイソシアネートおよび必要により鎖伸長剤お
よび／または架橋剤とから誘導されてなる従来公知のも
のが使用できる。上記高分子ポリオールの具体例として
は、例えば、ポリエステルポリオール（例えばポリエチ
レンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオ
ール、ポリエチレンブチレンアジペートジオール、ポリ
ネオペンチルアジペートジオール、ポリネオペンチルテ
レフタレートジオール、ポリカプロラクトンジオール、
ポリバレロラクトンジオール、ポリヘキサメチレンカー
ボネートジオールなど）；ポリエーテルポリオール［ポ
リエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポ
リオキシエチレンオキシプロピレングリコール、ポリオ
キシテトラメチレングリコール、ビスフェノール類のエ
チレンオキサイドおよび／またはプロピレンオキシド付
加物など］などが挙げられる。該高分子ポリオールの数
平均分子量は通常５００〜６，０００、好ましくは８０
０〜３，０００である。

【００２３】有機ジイソシアネートの具体例としては、
例えば、２，４’−もしくは４，４’−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，４−もしくは２，
６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−
ジベンジルジイソシアネート、１，３−もしくは１，４
−フェニレンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジ
イソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳
香族ジイソシアネート；エチレンジイソシアネート、ヘ
キサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、リジンジイ
ソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート；イソフォ
ロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、４，４’−ジシク
ロヘキシルメタンジイソシアネートなどの脂環式ジイソ
シアネート；およびこれらの２種以上の混合物を挙げる
ことができる。これらのうち好ましいものは、ＭＤＩ、
ＴＤＩ、ＨＤＩおよびＩＰＤＩである。

【００２４】必要により用いられる鎖伸長剤および／ま
たは架橋剤としては、数平均分子量が６０〜５００未満
の活性水素含有化合物、例えば、多価アルコール［エチ
レングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブチ
レングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘ
キサンジオール、３−メチルペンタンジオール、ジエチ
レングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ビ
ス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス
（ヒドロキシエチル）ベンゼン、２，２−ビス（４，
４’−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパンなどの２価
アルコール；グリセリン、トリメチロールプロパンなど
の３価アルコール；ペンタエリスリトール、ジグリセリ
ン、α−メチルグルコシド、ソルビトール、キシリッ
ト、マンニット、ジペンタエリスリトール、グルコー
ス、フラクトース、ショ糖などの４〜８価のアルコール
など］、多価フェノール類（ピロガロール、カテコー
ル、ヒドロキノンなどの多価フェノール；ビスフェノー
ルＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなどのビス
フェノール類など）、水、ポリアミン［脂肪族ポリアミ
ン（エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエ
チレントリアミンなど）、脂環族ポリアミン（イソホロ
ンジアミン、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジアミ
ンなど）、芳香族ポリアミン（４，４’−ジアミノジフ
ェニルメタンなど）、芳香脂環族ポリアミン（キシリレ
ンジアミンなど）、ヒドラジンもしくはその誘導体な
ど］などが挙げられる。また、必要により分子内に親水
性基と活性水素基とを含有する化合物（例えば乳酸、ジ
メチロールプロピオン酸、アミノエチルスルホン酸な
ど）を併用しても良い。

【００２５】上記の如きウレタン樹脂は、水不溶性ウレ
タン樹脂、水溶性ウレタン樹脂、自己乳化性ウレタン樹
脂などの乳化液、水溶液あるいは分散液として使用で
き、なかでも自己乳化性ウレタン樹脂を用いることが、
乳化剤の影響によるガラス繊維とマトリックス樹脂との
密着性低下が少なく好ましく採用される。

【００２６】また、上記成分からなる本発明で使用する
集束剤には、さらに他の成分を加えることが可能であ
り、他の成分としては特に限定しないが、例えば、従来
の集束剤で使用されていると同じようにシランカップリ
ング剤を含有させることができる。本発明において使用
できるシランカップリング剤としては、例えば、γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエ
チル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−
β−（アミノエチル）−Ｎ’−β−（アミノエチル）−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノ
プロピルトリメトキシシランのようなアミノシラン類
や、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β
−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメト
キシシランのようなエポキシシラン類、γ−クロロプロ
ピルトリメトキシシランのようなクロルシラン類、γ−
メルカプトトリメトキシシランのようなメルカプトシラ
ン、ビニルメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベン
ジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シランのようなビニルシラン類、γ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシランのようなアクリルシラン類な
どから１つ以上選ばれたものが好ましく使用される。

【００２７】さらに、前記集束剤には、酢酸ビニル樹
脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹
脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、
ポリオレフィン樹脂などのポリマーまたはその変性物、
あるいはポリオレフィン系ワックスに代表されるワック
ス類などのオリゴマーを添加して使用できる。ただし、
上記のポリマーやオリゴマーは、通常、界面活性剤によ
る水分散化によって得られた水分散体、あるいはポリマ
ーやオリゴマーの骨格中に存在するカルボキシル基やア
ミド基の中和や水和による水溶化、乳化、あるいは分散
化によって得られる水溶液、エマルジョン、あるいは分
散液といった形態で使用するのが一般的である。

【００２８】さらに、集束剤に潤滑性能を付与するため
に、さらに潤滑剤を含有させることができる。該潤滑剤
としては、従来の集束剤に用いられているもの、例え
ば、キャデリンワックス、カルナウバワックス、木ろう
などの植物系ワックス、みつろう、ラノリン、鯨ろうな
どの動物系ワックス、モンタンワックス、石油ワックス
などの鉱物系ワックス、脂肪酸アミド、および脂肪酸エ
ステル系、芳香族エステル系、脂肪酸エーテル系、芳香
族エーテル系の界面活性剤などが好ましく使用される。

【００２９】この潤滑剤は、多すぎるとガラス繊維とマ
トリックス樹脂との接着を妨げることになり、不足すれ
ば充分な潤滑性能が得られないため、使用する場合に
は、集束剤全体に対して固形分として０．０５〜０．５
重量％程度添加するのが適当である。

【００３０】さらに、上記集束剤は、上記の成分以外
に、塩化リチウム、ヨウ化カリウムなどの無機塩や、ア
ンモニウムクロライド型やアンモニウムエトサルフェー
ト型などの４級アンモニウム塩に代表される帯電防止
剤、あるいは脂肪族エステル系、脂肪族エーテル系、芳
香族エステル系、芳香族エーテル系の界面活性剤に代表
される潤滑剤などを含んでいてもよい。

【００３１】本発明で使用する集束剤は、全体として水
溶液、エマルジョン、あるいは水分散液の形態で使用さ
れ、ガラス繊維の全量に対し、固形分として０．１〜
１．０質量％付与されていることが好ましい。０．１質
量％未満であるとガラス繊維にマトリックス樹脂を含浸
させる際に、糸切れが発生し作業性が劣る。一方、１．
０質量％を越えるとガラス繊維束の結束力が強く、マト
リックス樹脂を含浸させる際の含浸性が劣るため好まし
くない。

【００３２】本発明においてマトリックス樹脂となるポ
リプロピレン樹脂としては、特に限定はないが、ガラス
繊維との接着性を向上させるために、マレイン酸、アク
リル酸などで酸変性されていることが前記集束剤との相
溶性がよいため好ましく、必要により、用途や成形条件
に応じて、ポリプロピレン樹脂中に着色剤、改質剤、ガ
ラス繊維以外の充填剤など、公知の添加剤を適宜配合さ
せることができ、これらは常法に従いポリプロピレン樹
脂と混練して使用することができる。

【００３３】本発明のＬＦＲＴＰ成形材料は、ポリプロ
ピレン樹脂からなるマトリックス樹脂中にガラス単繊維
が実質的に同一長さでかつ同一方向に並列して配列され
た線材状またはペレット状物からなる。この場合、ガラ
ス単繊維が「実質的に同一長さでかつ同一方向に並列し
て配列された」とは、ガラス単繊維の大部分が同一方向
に並列してほぼ平行に配列されているが、一部の単繊維
は部分的に湾曲していたり、お互いに絡み合っていたり
してもよい状態を意味する。また、ガラス単繊維が実質
的に同一長さであるために、線材状またはペレット状物
の繊維方向の端面に、ガラス単繊維の切断された断面が
ほぼ揃えられて、ガラス単繊維が配列されている。

【００３４】また、本発明のＬＦＲＴＰ成形材料では、
線材状またはペレット状物中の単繊維の間にもポリプロ
ピレン樹脂が含浸しているため、成形時において高い繊
維の分散性を示すとともに、優れた機械的物性を有する
成形品を得ることができる。

【００３５】また、本発明において、ＬＦＲＴＰ成形材
料の繊維含有率は、特に限定されないが、本発明の効果
を顕著に出すには、繊維含有率を２５〜７０容積％とす
ることが好ましい。すなわち、本発明では比較的高ガラ
ス含有率としても、マトリックス樹脂の含浸状態が良好
であるために、繊維含有率が２５容積％未満の場合に
は、ガラス繊維による補強効果が得られず好ましくな
く、また、７０容積％を越えるとＬＦＲＴＰ成形材料の
比重が増すため好ましくない。

【００３６】さらに、本発明において、ＬＦＲＴＰ成形
材料の長さは、特に限定されないが、３〜３０ｍｍであ
ることが好ましい。長さが３ｍｍ未満の場合は、ＬＦＲ
ＴＰ成形材料の線材状またはペレット状物の製造時に毛
羽が発生しやすくなる場合があり、また、長繊維強化の
効果が発現しにくい。一方、長さが３０ｍｍを超える場
合には射出成形によって成形する際に繊維の分散や繊維
の流動性の低下を招く場合がある。

【００３７】さらに、本発明において、前記ＬＦＲＴＰ
成形材料の平均径が０．３〜３．０ｍｍであることが好
ましい。本発明のＬＦＲＴＰ成形材料では特殊なガラス
繊維集束剤を用いているため、比較的細い径のＬＦＲＴ
Ｐ成形材料を生産する際の作業性の問題を改善するもの
であるが、０．３ｍｍ未満であると上記成形材料の嵩密
度が小さくなり、輸送供給性が劣り好ましくない。一
方、３．０ｍｍを越えると射出成形によって成形する場
合に繊維の分散性に劣り好ましくない。

【００３８】本発明のＬＦＲＴＰ成形材料は、例えば、
図１に示すような工程によって製造することができる。
すなわち、図示しない回巻体から引き出した連続したガ
ラス繊維束１を含浸ダイ４に導入する。含浸ダイ４に
は、押出機３から溶融したポリプロピレン樹脂２が供給
され、ガラス繊維束１にポリプロピレン樹脂が含浸され
る。ポリプロピレン樹脂が含浸されたガラス繊維束１
は、ダイス５を通して引き出され、それによって余分な
ポリプロピレン樹脂２が除去されて所定の繊維含有率と
されるとともに、所定形状に賦形されて、所望のＬＦＲ
ＴＰ６となる。

【００３９】なお、上記の例では、連続したガラス繊維
束１にポリプロピレン樹脂を塗布または含浸する方法と
して、ガラス繊維束１に溶融したポリプロピレン樹脂２
を含浸させる溶融含浸法を採用したが、その他の方法を
採用することもできる。例えば、ポリプロピレン樹脂の
エマルジョン、ポリプロピレン樹脂粉末を水またはその
他の液体中に分散させた懸濁液、あるいはポリプロピレ
ン樹脂を溶媒に溶解させた樹脂溶液などを、ガラス繊維
束に塗布または含浸させた後、分散媒または溶媒を除去
させる方法を採用することもできる。

【００４０】また、上記塗布または含浸させる方法とし
ても、含浸ダイを用いる方法以外に、ロールコーターや
カーテンコーターなどの方法を採用することもできる。
さらに、ポリプロピレン樹脂粉末をガラス繊維束に付着
させた後、必要に応じて加熱溶融し、次いで冷却する方
法を採用することもできる。ただし、乾燥や脱溶媒の工
程が不要なことやコスト面から、溶融含浸法を採用する
ことが好ましい。また、上記の製造方法によれば、従来
技術のように、含浸ダイ内においてガラス繊維束を突起
やローラーなどに接触させ、張力をかけて繊維束を開繊
し、ポリプロピレン樹脂を含浸させなくても、切断物１
０の加熱工程によりガラス繊維束に対するポリプロピレ
ン樹脂の含浸を促すことができる。

【００４１】

【実施例】次に、実施例および比較例を挙げて本発明を
さらに具体的に説明する。 実施例１ 図１に示した製造工程による前述した方法に従って、Ｌ
ＦＲＴＰ成形材料を製造した。単繊維径１３μｍのＥガ
ラス単繊維を６００本集束させ、アミノシランカップリ
ング剤０．８質量％と酸変性ポリプロピレンを固形分で
１．４質量％、ポリウレタン樹脂を固形分で０．４質量
％、ポリエチレンイミンを０．０８質量％とした集束剤
（水分散液）を、繊維束全体に対して固形分で０．３重
量％となるように付与して円筒状に巻き取った後、乾燥
させた回巻体から引き出したガラス繊維束１を用い、該
繊維束を１２本引き揃えたものを連続体として、ポリプ
ロピレン樹脂２としてＭＩ＝３０の酸変性したポリプロ
ピレン樹脂（２６０℃）中に導入し、含浸ダイ４、冷却
槽７、引き取り機８、ペレタイザー９は、従来から用い
られている通常のものを用いて、含浸ダイ４の出口のダ
イス５の口径は２．２ｍｍ、引き取り速度は３０ｍ／ｍ
ｉｎとし、ペレタイザー９での切断長さは６ｍｍとし
て、切断物１０を得た。このＬＦＲＴＰ成形材料１０の
ガラス繊維含有率は４８容積％であった。

【００４２】比較例１ 集束剤を、アミノシランカップリング剤０．８質量％と
酸変性ポリプロピレンを固形分で１．８質量％、ポリウ
レタン樹脂を固形分で０．４質量％とした以外は実施例
１と同様にして、ガラス繊維含有率４８容積％のＬＦＲ
ＴＰ成形材料を得た。

【００４３】実施例２ 集束剤を、アミノシランカップリング剤０．８質量％と
酸変性ポリプロピレンを固形分で１．８質量％、ポリエ
チレンイミンを０．１５質量％とした以外は実施例１と
同様にして、ガラス繊維含有率４８容積％のＬＦＲＴＰ
成形材料を得た。

【００４４】実施例３ 単繊維径１３μｍのＥガラス単繊維を、スプリットをか
けずに６００本集束させ、アミノシランカップリング剤
０．８質量％と、酸変性ポリプロピレンを固形分で１．
４質量％、ポリウレタン樹脂を固形分で０．４質量％、
ポリエチレンイミンを０．１質量％とした集束剤（水分
散液）を、繊維束全体に対して固形分で０．３重量％と
なるように付与して円筒状に巻き取った後、乾燥させた
回巻体から引き出したガラス繊維束１として用い、ＭＩ
＝３０の酸変性したポリプロピレン（２６０℃）中に導
入し、溶融含浸を行なった後、内径０．４２ｍｍのノズ
ルから５０ｍ／ｍｉｎで引き抜き、ペレタイザー９で切
断長６ｍｍの切断物１０を得た。このＬＦＲＴＰ成形材
料１０のガラス繊維含有率は６７容積％であった。

【００４５】上記実施例および比較例で得られた材料
を、ガラス含有量が１３容積％となるようにＭＩ＝８の
ポリプロピレン樹脂で希釈し、射出成形して、曲げ強度
（ＦＳ）と曲げ弾性率（ＦＭ）を測定することで、成形
品の機械的強度およびガラス繊維の分散性を確認した。
また、成形材料を得る際の毛羽立ち、ストランド切れな
どのガラス繊維の取り扱い性を作業性として比較した。
その結果を表１に示す。

【００４６】

【００４７】なお、ガラス繊維の集束剤として、酸変性
したオレフィン樹脂、ポリエチレンイミンおよびポリウ
レタン樹脂からなる集束剤を使用した実施例１〜３は作
業性・分散性とも良好であった。一方、ポリエチレンイ
ミンを使用しない比較例１においては、成形材料を作る
際に毛羽が発生し、糸切れがおこるなどのトラブルが頻
発した。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＬＦＲＴＰ成形材料用を製造する際に生じていた従来の
問題である毛羽の発生やガラス繊維束の破断、ポリプロ
ピレン樹脂の含浸性が充分に向上しないという問題、ま
た、繊維の分散不良という問題が解決されたＬＦＲＴＰ
成形材料用ガラス繊維および該ガラス繊維を用いたＬＦ
ＲＴＰ成形材料が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＬＦＲＴＰ成形材料の製造工程を示
す図。

【符号の説明】

１：ガラス繊維束 ２：ポリプロピレン樹脂 ３：押出機 ４：含浸ダイ ５：ダイス ６：ＬＦＲＴＰ ７：冷却槽 ８：引き取り機 ９：ペレタイザー １０：切断物（ＬＦＲＴＰ成形材料）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F072 AA04 AA08 AB09 AB22 AB34 AC05 AD04 AF11 AG05 AH04 AH21 AK04 AK15 AL01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリプロピレン樹脂からなるマトリック
   ス樹脂中に、ガラス単繊維が実質的に同一長さでかつ同
   一方向に並列して配置された長繊維強化熱可塑性樹脂成
   形材料用のガラス繊維であって、前記ガラス繊維に酸変
   性オレフィン樹脂とポリエチレンイミンとを含有する集
   束剤が付与されていることを特徴とする長繊維強化熱可
   塑性樹脂成形材料用ガラス繊維。
2. 【請求項２】 前記集束剤が、さらにウレタン樹脂を含
   有している請求項１に記載の長繊維強化熱可塑性樹脂成
   形材料用ガラス繊維。
3. 【請求項３】 前記集束剤の全量に対して、ポリエチレ
   ンイミンが１．０〜１０．０質量％含有されている請求
   項１または２に記載の長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料
   用ガラス繊維。
4. 【請求項４】 前記集束剤が、ガラス繊維の全量に対
   し、固形分として０．１〜１．０質量％付与されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の長繊維強化熱可塑
   性樹脂成形材料用ガラス繊維。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のガ
   ラス繊維を連続して引き揃えて、該引き揃えたガラス繊
   維に溶融したポリプロピレン樹脂を含浸させることを特
   徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のガ
   ラス繊維を含有した長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料で
   あって、該長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料における強
   化繊維含有量が２５〜７０容積％であることを特徴とす
   る長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
7. 【請求項７】 平均径が０．３〜３．０ｍｍである請求
   項６に記載の長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。